package com.dmall.uf;

/**
 * 第四版Union-Find
 * @author xiao1.wang@dmall.com
 * @date 2019-09-01 16:28:07
 */
public class UnionFind4 implements UF {

    /** rank[i]表示以i为根的集合所表示的树的层数 */
    private int[] rank;
    /** parent[i]表示第i个元素所指向的父节点 */
    private int[] parent;

    public UnionFind4(int size) {

        rank = new int[size];
        parent = new int[size];

        // 初始化, 每一个parent[i]指向自己, 表示每一个元素自己自成一个集合
        for( int i = 0 ; i < size ; i ++ ){
            parent[i] = i;
            rank[i] = 1;
        }
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return parent.length;
    }

    /**
     * 查找过程, 查找元素p所对应的集合编号
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @return
     */
    private int find(int p) {
        if (p < 0 || p >= parent.length) {
            throw new IllegalArgumentException("p is out of bound.");
        }

        // 不断去查询自己的父亲节点, 直到到达根节点
        // 根节点的特点: parent[p] == p
        while (p != parent[p]) {
            p = parent[p];
        }
        return p;
    }

    /**
     * 查看元素p和元素q是否所属一个集合
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @param q
     * @return
     */
    @Override
    public boolean isConnected( int p , int q ) {
        return find(p) == find(q);
    }

    /**
     * 合并元素p和元素q所属的集合
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @param q
     */
    @Override
    public void unionElements(int p, int q) {

        int pRoot = find(p);
        int qRoot = find(q);

        if ( pRoot == qRoot) {
            return;
        }

        // 根据两个元素所在树的rank不同判断合并方向
        // 将rank低的集合合并到rank高的集合上
        if (rank[pRoot] < rank[qRoot]) {
            parent[pRoot] = qRoot;
        } else if(rank[qRoot] < rank[pRoot]) {
            parent[qRoot] = pRoot;
        } else {
            // rank[pRoot] == rank[qRoot]
            parent[pRoot] = qRoot;
            // 此时, 我维护rank的值
            rank[qRoot] += 1;
        }
    }
}
